SMA, стережись!

Наука і технологія

Основні характеристики

• Sun2000-20KTL із номінальною потужністю постійного струму 22,5 кВт є найпотужнішим інвертором із першої серії пристроїв виробництва китайської компанії Huawei;

• В інверторі є три MPP трекери та відсутній трансформатор, видача потужності відбувається у трифазну мережу;

• Ефективність, за даними лабораторії PHOTON, для середньої освітленості складає 98,0 відсотків, а для високої освітленості – 98,1 відсотків, що робить Sun2000-20KTL одним із чотирьох перетворювачів, які будь-коли отримали "A+", а пристрій в цілому займає третє місце у рейтингу;

• Оскільки обидва інвертори більш високого рангу – один виробництва SMA, а інший - виробництва Refusol, використовують транзистори на базі карбіду кремнію, компанія Huawei могла б з легкістю скинути SMA Sunny Tripower STP 2000TLHE-10 з престолу, якщо б компанія зробила те ж саме зі своїм пристроєм.

Компанія Huawei є гравцем на світовому ринку телекомунікацій, яка вирішила проявити інтерес до інверторів. Із першої спроби її пристрій поставив компанію в першу трійку рейтингу PHOTON навіть без транзисторів на базі карбіду кремнію.

Коли така компанія, як китайська Huawei Technologies Co. Ltd., вирішує почати нове виробництво, можна бути впевненим, що вона не ставить собі за мету просто продати декілька тисяч пристроїв. З обігом 35,4 млрд. $ у 2012 році, прибутком в розмірі близько 2,48 млрд. $ та понад 150 000 працівниками, компанія Huawei є новим гравцем на ринку інверторів та має потенціал, щоб скласти гідне суперництво лідерові на ринку – компанії SMA Solar Technology AG, якщо не повністю налякати його. Не дивно, що інженери PHOTON надто намагалися отримати у свої руки один із перших пристроїв з нової серії інверторів Huawei, який і був випробуваний відповідно до звичайної угоди.

І вони не були розчаровані. Не лише висока ефективність (а вона досягається без допомоги транзисторів на базі карбіду кремнію (SiC)) привернула до себе увагу інженерів, але й загальне враження від інвертора. У багатьох інверторів, що надходять з Китаю, була відзначена погана якість виготовлення та використання великої кількості клею для кріплення електричних компонентів. Включення даних пристроїв у роботу, як правило, є ускладненим, і досить часто успіх досягався лише з другої спроби. Немає жодного способу об’єктивно враховувати такі деталі в рейтингу, тому класифікація PHOTON їх не відображає. Коли інвертор не показує будь-якого з цих недоліків, як інвертор від Huawei, його ранг "А+" стає ще більш цінним.


Конструкція

Huawei Sun2000-20KTL є частиною серії із шести без трансформаторних інверторів із номінальною потужністю змінного струму від 8 до 20 кВт. З них три, не менш потужні моделі, мають два MPP трекери, а найбільш потужні з них – мають. Sun2000-20KTL розроблений на шести друкованих платах на двох різних рівнях. Усі силові елементи знаходяться на більш низькому рівні та підключені до однієї великої друкованої плати. Через отвір у корпусі тепле повітря може виходити та направляється крізь охолоджуючий елемент, який прикручений на задній частині корпусу. Фільтри на боці постійного струму, так само, як і фільтри на боці змінного струму, змонтовані на друкованій платі у верхній частині корпусу, де можливо також знайти частину друкованої плати керування та блок живлення. Додаткові деталі блоку керування встановлені на невеликій друкованій платі, яка приєднана до нижньої плати за допомогою розпірок. На алюмінієвому листі, прикріпленому безпосередньо до корпусу, розміщується друга друкована плата. Лист може бути демонтований без переміщення будь-якої іншої друкованої плати. Шість дроселів сформовані безпосередньо у верхній частині корпусу.

На нижньому лівому боці корпусу є внутрішнє відключення постійного струму, а також роз’єми та вентилятор постійного струму. Поряд з роз’ємами Ви також знайдете декілька невеликих плат з конденсаторами. Біля роз’ємів змінного струму знаходиться також газорозрядна трубка. І нарешті, є три невеликих дроселі, які приховані під шматочком бляхи.

Алюмінієвий корпус складається із чотирьох частин, включаючи кожух радіатора, і має ступінь захисту IP65. Оскільки Sun2000-20KTL для охолодження не використовує жодних додаткових вентиляторів, інвертор без вагань може бути встановлений на відкритому повітрі. В цілому, складається враження, що пристрій дуже добре приведений до порядку. Електролітичні конденсатори у силовому елементі та в електроніці системи керування мають номінальну температуру 105 °C і добре підходять для температури зовнішнього повітря. Обидва роз’єми для сонячного генератора, а також для електромережі, входять у корпус через його нижню частину. З боку постійного струму є дві пари роз’ємів Amphenol для кожного трекера, з боку змінного струму також використовуються роз’єми Amphenol. Інвертор має порт USB, а також два порти RS485.

Переконливий зовнішній вигляд: як із внутрішнього, так і з зовнішнього боку, Sun2000-20KTL справляє враження пристрою високої якості. Термографічна камера також не виявила якихось проблем, температура плівкових конденсаторів залишається у некритичному діапазоні.


Експлуатація

Sun2000-20KTL поставляється добре запакованим та містить в собі кронштейн для настінного монтажу. При масі в 48 кг інвертор має малу вагу, із врахуванням його номінальної потужності. Після того, як сонячний генератор налаштований відповідним чином, а також активований внутрішній розмикач постійного струму, пристрій починає працювати. В лабораторії кандидатові (дослідному зразкові) було потрібно 63 секунди для запуску серії тестів перед підключенням до мережі.

Графічний дисплей має білу підсвічення, яке забезпечує добру читабельність. На додаток до дисплея, є чотири світлодіоди, які показують поточний стан пристрою. За допомогою кнопок користувач може обрати англійську, китайську, французьку, німецьку, італійську чи іспанську мови, навіть, не дивлячись на те, що дослідний пристрій відповідав лише на англійській чи китайській мовах. Користувач може перевірити та відрегулювати широкий діапазон поточних значень та повідомлень про помилку за допомогою чотирьох кнопок. Є легко доступними значення напруги постійного струму, величина постійного струму, напруги змінного струму, потужність змінного струму, а також продуктивність та температура. Продуктивність може бути відображена у вигляді щоденного або щомісячного значення. Повідомлення про помилки, а також історію помилок можна знайти у розділі сповіщень.

Інструкція з експлуатації

Huawei Sun2000-20KTL поставляється з вичерпним посібником зі встановлення англійською мовою. На додаток до загальних пояснень (відомостей) про фотоелектричні системи та проектування, посібник містить інформацію про підключення та встановлення інвертора, а також інформацію про його робочі характеристики, відображення та оповіщення. Згідно з повідомленнями виробника, в майбутньому будуть випущені посібники німецькою, італійською та китайською мовами.


Схемотехніка

Sun2000-20KTL являє собою трифазний без трансформаторний інвертор з трьома MPP трекерами на вході. Електроенергія від сонячного генератора поступає на силовий каскад через фільтр електромагнітних завад. Вхідна напруга регулюється трьома симетричними підвищувальними перетворювачами, з технологією «м’якого переключення». Це означає, що вони перемикаються лише коли напруга або струм будуть дорівнювати нулеві, і, таким чином, зменшуються втрати. На початках інвертор вирішує сам, чи будуть MPP трекери працювати незалежно один від одного, чи всі ланки будуть працювати паралельно. Через проміжну ланку, що складається з комбінації електролітичних та тонко-плівкових конденсаторів, енергія проходить до «3-рівневого Т-подібного» вихідного моста, який розробила та запатентувала компанія Huawei. «3-рівневий Т-подібний» означає три точковий напівміст, одно плече якого з’єднує середню точку транзистора напівмоста та середню точку конденсатора напівмоста проміжного контуру напруги. Контур напруги містить у собі два зустрічно-паралельних транзисторних діоди, з’єднаних послідовно. Транзистори та діоди силового каскаду виконані у вигляді шести інтегральних модулів. Подальші дроселі згладжують блоки напруг до синусоїдних хвиль з частотою мережі 50 Гц.

Подальше автоматичне відключення відокремлює інвертор від мережі, якщо він виявить, що напруга мережі або частота відхиляються від заданих значень. Окрім цього, пристрій відстежує струм витікання зі сторони мережі та надмірний опір ізоляції з боку постійного струму. Вихідний фільтр, що встановлений безпосередньо перед мережевою клемою, відфільтровує радіо-завади.

Вимірювання

Всі наступні вимірювання базуються на напрузі мережі 230 В. Максимальне значення напруги постійного струму Sun2000-20KTL складає 1000 В, а його номінальна потужність постійного струму складає 20600 Вт. До цього інвертора може бути підключена сонячна система потужністю не більше 22500 Вт.

Завдяки конструкції інвертора з декількома трекерами, діапазон напруги MPP може бути визначений декількома способами:

Варіант 1: Якщо живлення постійного струму розподіляється симетрично, по відношенню до MPP трекерів, та визначається як сума постійного струму номінальної потужності, тоді діапазон напруги МРР може бути визначений таким самим чином, як і для інвертора з одним трекером. Тобто, інвертор може обробляти 100 відсотків від його номінальної потужності постійного струму при будь-якому рівні напруги в межах цього діапазону.


Ефективність перетворення (симетричний режим)
У симетричному режимі коефіцієнт перетворення досягає понад 98 відсотків майже в усьому робочому діапазоні. Максимальна ефективність перетворення знаходиться на рівні 45 відсотків від номінальної потужності та напруги MPP 598 В, і вона є такою ж, як і в специфікації виробника.

Примітка: Nominal power – номінальна потужність; V – В; kW – кВт.

× ефективність регулювання MPPT (симетричний режим)
Ефективність регулювання MPPT у симетричному режимі, як представляється, складає понад 99,8 відсотків для усіх трьох трекерів в усьому робочому діапазоні.

= Загальна ефективність (симетричний режим)
Завдяки високій ефективності регулювання MPP практично немає різниці між ефективністю перетворення та загальною ефективністю, яка досягає 98,6 відсотків.

Ефективність перетворення (асиметричний режим)
В асиметричному режимі ефективність перетворення є подібною до ефективності перетворення в симетричному режимі. Однак значення, які описують діапазон понад 98 відсотків, є значно меншими та зміщаються в бік більш високих напруг MPP. Максимум виявляється на 60 відсотках від номінальної потужності та напрузі MPP 786 В (трекер 1) и 747 В (трекер 2 та 3), відповідно.

Примітка: Tr1,2,3 – трекер 1,2,3.

× ефективність регулювання MPPT (асиметричний режим)
В асиметричному режимі ефективність регулювання MPP для усіх трьох трекерів виходить понад 99 відсотків в усьому робочому діапазоні. Лише трекери 2 та 3 виявляють декілька точок, у яких ефективність падає нижче 99 відсотків.

= Загальна ефективність (асиметричний режим)
Порівняно зі симетричним режимом, загальний діапазон ефективності, яка перевищує 98 відсотків, є значно меншим. Загальна ефективність досягає межі у 98,2 відсотків при 55 відсотках номінальної потужності та 800 В.

Ефективність перетворення (паралельний режим)
Якщо трекери знаходяться у паралельному режимі, інвертор, в основному, функціонує як пристрій з одним трекером. В цьому випадку ефективність перетворення є практично ідентичною до симетричного режиму. Максимальна ефективність перетворення в 98,6 відсотків знаходиться на рівні 50 відсотків від номінальної потужності та 598 В напруги MPP.

× ефективність регулювання MPPT (паралельний режим)
Ефективність регулювання МРР майже завжди є понад 99 відсотків, з єдиним винятком при 5-відсотковому навантаженні.

= Загальна ефективність (паралельний режим)
У паралельному режимі вертикальна лінія знаходиться на 45 відсотків від номінальної потужності, а горизонтальна лінія при 598 В напруги МРР відзначає максимум у 98,6 відсотків, який є ідентичний до того, що досягається при симетричному режимі.

Варіант 2: Якщо розподіл живлення постійного струму можна розділити асиметрично між кількістю входів трекерів, технічний опис продукту (пристрою) повинен вказувати номінальну потужність системи постійного струму та максимальну потужність кожного трекера. Відповідно, існують два взаємодоповнюючих визначення для діапазону напруги MPP: діапазон для трекера або трекерів, які працюють при максимальній потужності постійного струму, і для іншого трекера чи трекерів, які працюють на пониженій потужності.

Варіант 3: Інший варіант полягає у паралельному підключенні трекерів.
Для зручності порівняння, ефективність за PHOTON розраховувалась лише на базі продуктивності пристрою, в той час, як MPP трекери працювали під симетричним навантаженням (перший сценарій).

Визначення MPP. На початку тестування сторони постійного та змінного струму були відключені. На попередньо визначеному графіку IV з номінальною потужністю та напругою MPP 632 В інвертору необхідна 1 хвилина, щоб підключитися до мережі та ще 57 секунд, поки всі три трекери не досягнуть своєї MPP. Під час переходу від 632 В до 615 В інвертору необхідно 22 секунди. Під час переходу на 648 В необхідно 26 секунд.

Діапазон MPP. Sun2000-20KTL розтягує діапазон MPP від 480 до 800 В, що робить його інвертором зі широким діапазоном. Для кремній-кристалічних модулів максимальна напруга MPP достатньою мірою відокремлена від максимальної вхідної напруги у 1000 В. Для тонко-плівкових модулів інтервал є дещо вужчим. Із врахуванням трьох способів, при яких MPP трекери можуть працювати під навантаженням, існують також різні діапазони MPP.
1) Усі три трекери отримують навантаження, відповідно, на одну третину від номінальної потужності постійного струму. В цьому випадку діапазон МРР поширюється від 480 до 800 В і рівний діапазону широкодіапазонного інвертора.
2) Трекер 1 отримує навантаження в 12000 Вт у діапазоні від 677 до 800 В, в той час, як трекер 2 працює в діапазоні від 300 до 800 В з навантаженням до 3200 Вт. Трекер 3 працює у тому ж діапазоні напруги, як і трекер 2, та отримує залишкову частину навантаження у 5400 Вт.
3) Усі три трекери працюють в паралельному режимі в діапазоні напруг від 480 до 800 В, отримуючи номінальну потужність постійного струму 20600 Вт. Sun2000-20KTL здатний регулювати цей режим автоматично.

Ефективність перетворення. Інвертор може обробляти 105 відсотків від своєї номінальної потужності у діапазоні напруги MPP від 480 до 800 В. Таким чином, для цього діапазону може бути обчислена ефективність.

У верхній частині діаграми штрихування невеликої площі близько 1000 В показує обмеження, коли інвертор використовується із тонко-плівковими модулями. Ці обмеження обумовлені недостатньою відстанню між максимальною МРР та максимальною напругою постійного струму.

1) У симетричному режимі діапазон максимальної ефективності перетворення починається із 25 відсотків номінальної потужності та простягається по всьому діапазону MPP від 480 до 800 В. Якщо струм перевищує 80 відсотків від номінальної потужності, інвертор не може підтримати свою ефективність понад 98 відсотків, якщо напруга падає нижче 615 В. Максимальна ефективність перетворення у 98,6 відсотків досягається при 45 відсотках номінальної потужності та напрузі MPP у 598 В, що відповідає значенню вимог виробника. Ефективність перетворення втрачає близько 0,5 відсоткових пункти в сторону менших напруг MPP та до 0,4 відсоткових пункти в сторону високих напруг. На рівнях потужності менше 15 відсотків від номінальної потужності, ефективність перетворення зменшується до 4,3 відсоткових пункти. При номінальній потужності коефіцієнт потужності COS φ приблизно дорівнював вказаному.

2) У асиметричному режимі велика площа, яка позначає зону максимальної ефективності перетворення, є досить близькою до площі у симетричному режимі, за винятком того, що вона є значно меншою та переміщається в сторону більш високих напруг MPP. Асиметричний режим є досить різко виражений, і це прекрасно, що інвертор налаштовує усі трекери при однаковій напрузі, коли використовується найбільш висока напруга MPP. Причина цього полягає в тому, що пристрій самостійно обирає свій режим роботи, а якщо напруга розімкнутого кола знаходиться дуже близько одна до одної, він налаштовує роботу трекера на паралельний режим. В результаті різниця між заданими напругами MPP є значно меншою в діапазоні високих напруг, ніж у діапазоні низьких напруг. Ми визначили максимум ефективності перетворення у 98,3 відсотків при 60 відсотках номінальної потужності та напрузі MPP 786 В (трекер 1) та 747 В (трекери 2 та 3). Штрихування відображає межу трекера 1.

3) У паралельному режимі графік ефективності виявляється практично ідентичним до графіка у симетричному режимі. Максимальна ефективність перетворення у 98,6 відсотків досягається при 50 відсотках номінальної потужності та 598 В.

Зважена ефективність перетворення. Європейська ефективність Sun2000-20KTL досягає свого максимуму в 98,3 відсотків у діапазоні напруг MPP від 598 до 648 В, що відповідає заяві виробника. Різниця між максимальною ефективністю перетворення інвертора та його максимальною європейською ефективністю складає 0,3 відсоткових пункти. Максимальна каліфорнійська ефективність пристрою є більшою на 0,2 відсоткових пункти, при 98,5 відсотках, що відбувається в діапазоні MPP 598 В.


Ефективність регулювання MPPT:

1) У симетричному режимі ефективність регулювання MPPT в Sun2000- 20KTL для усіх трьох трекерів залишається стабільно вищою за 99,8 відсотків.
2) В асиметричному режимі картина значною мірою така сама. В усьому діапазоні ефективність регулювання MPP для усіх трьох трекерів є вищою за 99 відсотків. Є лише декілька точок, де трекер 2 та трекер 3 показують значення менше 99 відсотків.
3) У паралельному режимі ефективність регулювання MPPT знову є вищою, аніж 99 відсотків, з деякими винятками при 5 відсотках від номінальної потужності.

Загальна ефективність. Загальна ефективність розраховується за допомогою множення ефективності перетворення на ефективність регулювання MPPT.
1) У симетричному режимі загальна ефективність не показує якихось помітних відмінностей від ефективності перетворення, які можна було б очікувати через регулювання ефективності високої MPPT. Максимальна загальна ефективність складає 98,6 відсотків.
2) В асиметричному режимі загальна ефективність є на 0,4 відсоткових пункти нижчою (98,2 відсотків) при 800 В та 55 відсотків від номінальної потужності.
3) У паралельному режимі інвертор працює як пристрій з одним трекером. Вертикальна лінія на 45 відсотках номінальної потужності та горизонтальна лінія при 598 В напруги МРР відображають максимальну загальну ефективність у 98,6 відсотків, шо співпадає з результатами у симетричному режимі.

Напрямки поведінки загальних ефективностей, середньої загальної ефективності та ефективності за PHOTON. Усі графіки загальної ефективності для симетричного режиму при різних напругах MPP починаються на високих рівнях та дещо знижуються після піку. Ефективність за PHOTON при середній освітленості складає 98,0 відсотків, у той час, як ефективність за PHOTON при високій освітленості складає 98,1 відсотків, що переводить пристрій у ранг "А+" в обох випадках.

Живлення при номінальній потужності. Інвертор отримує живлення на 100 відсотків від його номінальної потужності вище діапазону вхідної напруги від 480 до 800 В при температурі навколишнього середовища 25 °C.

Відображувана вихідна потужність. На Sun2000- 20KTL подавали вихідну потужність у діапазоні від 5 до 100 відсотків від номінальної потужності при постійній напрузі MPP 632 В (тобто, в середньому діапазоні). Вихідні значення, які відображалися інвертором, порівнювалися зі значеннями, записаними аналізатором потужності. Порівняння показало відхилення до + 0,39 відсотка. Понад 20 відсотків від номінальної потужності – рівень похибки склав близько +/- 0,1 відсотка. Він дещо піднімається, коли інвертор працює у діапазоні перевантаження. Це означає, що точність дисплея відповідає вимірювальному пристрою класу В (аналогічно класу точності 1).

Експлуатація при високих температурах. При збільшенні температури навколишнього середовища Sun2000- 20KTL подає 100 відсотків своєї номінальної потужності в мережу до приблизно 59,2 °C (при напрузі MPP 632 В). При підвищенні температури – він зменшує свою потужність. Ефективність у цьому випадку опускається на 0,18 відсоткових пункти.

Характеристики в умовах перевантаження. Якщо Sun2000-20KTL витримує перевантаження в 1,3 разів більше від його номінальної вхідної потужності – 23780 Вт – при температурі навколишнього середовища 25 °С, інвертор обмежує вихід постійного струму до 22406 Вт. Це відповідає навантаженню в 108,8 відсотків, що свідчить про те, що пристрій має невеликий діапазон перевантаження. Коли обмеження потужності є актуальними, інвертор переводить робочу точку на графіку IV в напрямку більш високої вхідної напруги. Потім напруга постійного струму регулюється до 698 В.

Власне споживання та нічне споживання. В тестовій версії власне споживання Sun2000-20KTL складало близько 0,8 Вт на стороні змінного струму та 21,9 Вт на стороні постійного струму. Виробник не вказує ці значення. В нічний час інвертор споживає близько 0,9 Вт активної потужності з мережі.
Виробник вказує тут менше 1 Вт.

Зважена ефективність перетворення
Європейська ефективність досягає вищого рівня у діапазоні від 598 до 648 В напруги МРР та відповідає специфікації виробника у 98,3 відсотків. Максимальна каліфорнійська ефективність складає 98,5 відсотків.

Примітка: Weighted conversion efficiency – Зважена ефективність перетворення; European weighted – європейська зважена ефективність; California weighted - каліфорнійська зважена ефективність.


Загальна ефективність при різних напругах
Загальні ефективності при різних напругах MPP (у симетричному режимі) є дуже близькими одна до одної.

Примітка: Overall efficiency – загальна ефективність.


Точність відображення інвертора
Точність відображення інвертора залишає досить мало місця для покращення.

Примітка: Deviation in % - відхилення у %.


Термографія. Термографічна візуалізація показує інвертор зверху під час роботи при номінальній потужності та температурі навколишнього середовища 25 °C. Через багатошаровість конструкції пристрою неможливо було охопити всіх компонентів за допомогою термографічної візуалізації. Деякі з компонентів на видимих друкованих платах показують температуру до 80,1 °С в області вихідних реле. Вихідні дроселі нагріваються до 73,6 °C. Вочевидь, що видима область постійного струму є холоднішою, аніж видима область змінного струму. Тонко-плівкові конденсатори в області фільтра були зеленими та синіми, відповідно до діапазону температурної шкали.


Резюме

В цілому Sun2000-20KTL показав себе як прекрасний інвертор. Незважаючи на те, що він розроблений із двома рівнями друкованих плат, він залишається добре впорядкованим. Оскільки інвертор не потребує активного охолодження, він може бути встановлений як у приміщенні, так і на відкритому повітрі. Тільки якщо температура піднімається понад 60 °C, це призводить до зменшення інвертором вихідної потужності, що не складає проблеми у реальній ситуації. Перевантажувальна здатність на 8,8 відсотків виявляється меншою.

Не існує жодних обмежень при проектуванні фотоелектричних схем із кристалічними кремнієвими модулями: максимальна напруга MPP при 800 В зберігає безпечну відстань від максимальної вхідної напруги постійного струму 1000 В. Лише для тонко-плівкових модулів різниця виявляється надто малою. Але, за словами виробника, тонко-плівкові модулі можуть бути використані лише в тому випадку, якщо виходи модуля не мають жодного з’єднання з землею або якщо на вихідному боці інвертора встановлена електрична ізоляція.

Дисплей інвертора показує малу межу похибки і може без вагань використовуватися для відстеження продуктивності. Коли справа доходить до ефективності, тоді виходить, що вони є майже ідентичними в усіх трьох різних режимах (симетричний, асиметричний та паралельний), причому асиметричний режим є найменш ефективним. Максимальна ефективність перетворення складає 98,6 відсотків та виявляється саме такою, як обіцяв виробник. Ефективність регулювання MPPT в усіх трьох режимах є однаково високою в усьому робочому діапазоні, і ніколи не опускається нижче 99,8 відсотків для будь-якого з трекерів. Європейська ефективність досягає свого максимуму в діапазоні від 598 до 648 В напруги MPP і ще раз підтверджує специфікації виробника стосовно 98,3 відсотків. Загальна ефективність складає 98,6 відсотків.

Для визначення ефективності за PHOTON використовувався лише симетричний режим. Для середньої освітленості ефективність за PHOTON складала 98,0 відсотків, для високої освітленості – 98,1 відсотків. Це робить Sun2000-20KTL четвертим інвертором, який ми будь-коли тестували, і який досягнув рангу "A+" для середньої освітленості. У загальному тестовому рейтингу інвертор переходить на третє місце, поступаючись лише двом інверторам, які обидва використовують транзистори на базі карбіду кремнію. Компанія Huawei поки не вбудовує ці транзистори у свої пристрої. Зрештою, це є перший інвертор з Китаю, який має шанс стати гідним конкурентом компанії SMA.

Відповідь виробника

Ефективність, яка вимірювалася у даному тесті, відповідає нашим власним результатам, якщо взяти до уваги можливу ступінь точності під час таких вимірювань. Результат доказує, що інвертори, які базуються на стандартних кремнієвих компонентах, що були розроблені для багаторазового використання, все ще можуть досягнути рейтингу "А+" як для середньої, так і для високої освітленості.

Результати випробувань інвертора

Інвертор	Вимірюваний діапазон напруг *1	Середня освітленість				Висока освітленість				Випуск журналу PHOTON
		etaPmed	Ранг в 2001	Ранг до 2011	Поз.	etaPmed	Ранг в 2001	Ранг до 2011	Поз.
STP 20000TLHE-10*3 компанії SMA	500-800 В	98,5 %	A+	-	1	98,6 %	A+	-	1	12/2011
020k SCI компанії Refusol	350-720 В	98,2 %	A+	-	2	98,3 %	A+	-	2	7/2012
Sun2000-20KTL компанії Huawei Technologies Co. Ltd.	480-800 В	98,0 %	A+	-	3	98,1 %	A+	-	3	6/2013
Platinum 16000 R3 компанії Diehl AKO	350-720 В	98,0 %	A+	-	3	98,0 %	A+	-	4	3/2013
High Efficiency 3.6 компанії Donauer Solartechnik	350 – 650 В	97,8	A	-	5	97,9%"	A	-	5	12/2012
StecaGrid 3600 компанії Steca	350 600 В	97,7 %	A	-	6	97,8%"	A	-	6	12/2011
StecaGrid 3000 компанії Steca	350 - 700 В	97,5 %	A	-	7	97,8 %	A	-	6	9/2011
Sinvert PVM20 компанії Siemens	480 850 В	97,5 %	A	-	7	97,7%	A	-	8	4/2011
SG30KTL компанії Sungrow	480 800 В	97,5 %	A	-	7	97,7%	A	-	8	2/2013
Sinvert PVM17 компанії Siemens	460 - 850 В	97,4 %	A	-	10	97,7%	A	-	8	4/2011
017K компанії Refusol	460 - 850 В	97,4 %	A	A+	10	97,6%	A	A+	11	12/2010
Soldate 318KTLE компанії Global Mainstream Dynamic	490 800 В	97,3 %	А	-	12	97,6%	A	-	11	-*9
013K компанії Refusol	420 - 850 В	97,3 %	A	А+	12	97.6 %	A	А+	11	12/2010
Sinvert PVM13 компанії Siemens	420 - 850 В	97.3 %	A	-	12	97.6 %	A	-	11	4/2011
020K компанії Refusol	480 850 В	97.3 %	A	-	12	97.5 %	A	-	15	3/2012
STP17000TL компанії SMA	400 - 800 В	97.3 %	A	А+	12	97.5 %	A	А+	15	12/2010
STP 10000TL-10 компанії SMA	320 - 800 В	97.1 %	A	-	17	97.5 %	A	-	15	10/2011
CPS SC20KTL-0 компанії Chint Power	500 800 В	97.1 %	A	-	17	97.4 %	A	-	18	11/2011
Sinvert PVM10 компанії Siemens	380 - 850 В	97.0 %	A	-	19	97.4 %	A	-	18	1/2011
Solivia 20 EU G3 TL компанії Delta Energy Systems	350 800 В	97.0 %	A	-	19	97.2 %	A	-	22	3/2011
Eversol-TLC 17k*2 компанії Zeversolar New Energy	550 720 В	96.9 %	A	-	21	97.3 %	A	-	20	4/2011
Sunmaster CS20TL компанії Mastervolt	350 800 В	96.9 %	A	-	21	97.2 %	A	-	22	5/2011
Trio-27.6-TL-0UTD-S2-400 компанії Power-One	500 800 В	96.9 %	A	-	21	97.2 %	A	-	22	2/2013
011K*3 компанії Refusol	380 800 В	96.9 %	A	А+	21	97.2 %	A	А+	22	9/2008
GW4000-SS компанії Goodwe Power Supply Technology	280 - 500 В	96.9 %	A	-	21	97.1 %	A	-	26	12/2012
SMC 8000 TL*3  компанії SMA	335 - 487 В	96.9 %	A	А+	21	97.0 %	A	А+	30	10/2007
SMC 11000TL*3 компанії SMA	333 500 В	96.9 %	A	А+	21	97.0 %	A	А+	30	7/2010
SF 4600TL компанії B&B Power	250 – 500 В	96.8 %	A	-	28	97,3 %	A	-	20	-*9

*1 діапазон, при якому була протестована модель, і до якого відноситься оцінка.
*2 Компанії Eversolar New Energy Co. Ltd. та Zof New Energy Co. Ltd. об'єдналися наприкінці 2011 року та змінили свою назву на Zeversolar New Energy Co. Ltd.; тепер компанія Zeversolar назвала цей прилад Eversol TL 17K, проте, дані стосовно потужності відрізняються від дослідженого Eversol-T.
*3 пристрій більше не виробляється.
*4 з квітня 2012 року перейменований у SolarMax 13MT3.
*5 ім’я змінене з Eltek Valere на Eltek.
*6 Тепер Schneider Electric Industries SA.
*7 дослідний зразок; пристрій більше не виробляється.
*8 ідентичний сонячний інвертор марки Helios Power (Riello UPS) та Sirio (AROS) на даний час виступає на ринку під єдиним брендом AROS Solar Technology GmbH та поширюється компанією AROS Neufahrn.
*9 інвертори, які вже були протестовані в лабораторії PHOTON, але результати поки що не є опубліковані в журналі.

Високі технології за китайськими цінами
Як провідний постачальник рішень в області ІКТ (інформаційно-комунікаційних технологій), компанія Huawei сподівається підкорити глобальний ринок фотоелектричних інверторів.

Незважаючи на міжнародний бізнес, що швидко розвивається, провідний китайський постачальник інформаційних та комунікаційних технологій компанія Huawei, як і раніше, – швидше невідомий бренд за межами кіл ІКТ. Тепер компанія Huawei, яка нещодавно наздогнала за обсягом світового лідера на ринку продажу – компанію Ericsson, бажає також грати в першому дивізіоні сонячних інверторів. Мета Huawei – стати, як мінімум, третім номером у світі в сегменті фотоелектрики, що підключається до електромережі. Журнал PHOTON International поговорив з Роландом Хюмпфнером (Roland Hümpfner), керівником науково-дослідного центру компанії Huawei у Нюрнберзі, Німеччина. Хюмпфнер, який був з Huawei з 2011 року, також є віце-президентом відділу, що займається джерелами безперебійного живлення.


Huawei планує потрапити в бізнес сонячної енергетики. Чому сонячної?
Існує багато часткового перекриття між фотовольтаїкою та сильною стороною компанії Huawei у телекомунікації. Наприклад, вежі стільникових телефонів повинні бути забезпечені енергією, в тому числі і у відносно віддалених місцях. У Huawei є історія надання рішень «під ключ» для енергозберігання, крім іншого, з допомогою дизель-генераторів та батарей, в тому числі фотоелектричних та вітроенергетичних установок.

А чому саме зараз?
За останніх 5 років компанія Huawei вже звикла до щорічного зростання прибутку на трохи більше 30 відсотків. Зростання є однією з цілей компанії Huawei, тому ми запитали себе: Як ми можемо продовжити зростання? Це те, що змушує Huawei розвивати свій портфель пропозицій в інших суміжних секторах енергетики повним ходом. Фотоелектричні інвертори та джерела безперебійного живлення – це два нових товарних розділи, які ми зараз хочемо вивести на ринок. Дане рішення, насправді, було прийнято 3 роки тому.

А чому саме інвертори?
Інвертори добре підходять для Huawei, оскільки передова силова електроніка використовується у телекомунікаційному бізнесі у вигляді випрямлячів на 48 В. Наш бізнес у силовій електроніці також дає нам міцний фундамент, на якому необхідно проводити будівництво. Huawei прагне стати технологічним лідером, тому ми інвестували в Європейський Центр енергетичних досліджень у Нюрнберзі, Німеччина. Область Нюрнберг пропонує хорошу інфраструктуру та велику кількість постачальників, виробників напівпровідників для спектру силової електроніки та інших ресурсів.

Таким чином, ми можемо зробити висновок, що дана технологія інверторів була розроблена в Нюрнберзі?
Що стосується розвитку, то ми в Нюрнберзі працюємо в тісній співпраці з нашими колегами у Китаї. Ми взяли на себе провідну роль у розробці концепції серії SUN2000. Потім ми працювали спільно з нашими китайськими інженерами, щоб удосконалити його конструкцію та підготувати його до виробництва.

Це, звичайно, не перший китайський інвертор, який ми тестували в лабораторії PHOTON. І багато з них мали дуже високі показники ефективності. Huawei теж бажає конкурувати у найвищому класі ефективності.
Від Huawei люди очікують багато. Наші продукти виходять, щоб набути статусу «світового класу». Для підтримки такої репутації ми не можемо дозволити собі вийти на ринок з посереднім інвертором, зробленим у Китаї. Це просто не просуне його. Huawei приділяє велику увагу інноваціям: дуже велика частка наших загальних трудових ресурсів у 140000 чоловік – колосальні, 44 відсотки – використовується у дослідженнях та розробках. Окрім цього, Huawei інвестує 12 відсотків своїх доходів від продажу у дослідження та розробки. Мета полягає в тому, щоб вийти на ринок на вершині, пропонуючи своїм клієнтам реальну вартість: технологічно першокласні інвертори за привабливою ціною.

Ви говорите, що ваші пристрої будуть «за привабливою ціною». Так якої ж вартості ви очікуєте за ват, скажімо, для 20 кВт інвертора?
Huawei буде коригувати свої ціни, щоб вирівняти їх зі середніми ринковими показниками. Вартість інвертора зазвичай становить від 10 до 15 відсотків від вартості усієї системи, в залежності від того, наскільки є великою установка. Ця частка витрат також не зміниться у майбутньому. Коли кінцевий споживач зможе придбати всю систему за € 1000 ($ 1360) за кВт, вартість інвертора також буде оцінена відповідно, пропорційно до всієї системи. Виходячи з цього, приблизна оцінка – це 10 євро центів (14 ¢) за Вт.

Я припускаю, що це ціна – для монтажників, чи не так?
Нам важко передбачити, якими будуть ціни на роботу монтажників, коли ми будемо продавати нашу продукцію через дистриб’юторів. Але я думаю, що ми повинні стримати наші апетити на середині, і в довгостроковій перспективі залишатися на рівні 10 євро центів (14 ¢) за Вт для монтажників.

Інвертор Huawei, який є в нашій лабораторії, досі використовує класичний IGBT (біполярний транзистор з ізольованим затвором), а не транзистори з карбіду кремнію. Чи є для цього особлива причина?
Ми ретельно вивчили дане питання. Ми не вважаємо, що перемикачі на основі карбіду кремнію готові для серійного виробництва у великих масштабах. Більше того, без використання карбіду кремнію ми граємо у цій самій лізі, з точки зору ефективності, як і пристрої, які його використовують. Таким чином, на даний час ми не бачимо необхідності використовувати цю технологію.

Ви також стурбовані тим, що існує занадто мало джерел живлення?
Саме так. Якщо всі виробники інверторів повинні були б перейти сьогодні на карбід кремнію, промисловість з виробництва карбіду кремнію не змогла б упоратися з попитом. Окрім цього, транзистори на основі карбіду кремнію є більш дорогими, тому що технологічно достатньо складно виготовляти якісні транзистори. Якщо колись транзистори на основі карбіду кремнію стануть дешевими та легко доступними від багатьох постачальників, ми знову розглянемо їх використання.

Те, що ми спостерігали, це те, що перемикачі на основі карбіду кремнію, безумовно, вже використовуються і тут, і там, але досі, в основному, в якості відносно простої заміни для IGBT-транзисторів. Виробники використовують існуючу топологію IGBT з тими ж частотами комутації, але потім, за допомогою транзисторів на основі карбіду кремнію, досягають більшої ефективності на піввідсотка. Але вони не використовують можливості, які забезпечуються транзисторами на основі карбіду кремнію для підвищення частоти слідування імпульсів з метою економії на вартості компонентів.
Ця технологія, безумовно, продовжує розвиватися, і потім ми повинні побачити, що вимагає ринок – більше ефективності чи більші цінові поступки.

Незважаючи на це, ви, без сумніву, будете в змозі виробляти ваші інвертори дуже недорого, оскільки ви можете придбати компоненти при менших затратах.
Звичайно, з нашими численними постачальниками Huawei може вести переговори про високі знижки на обсяг. Але саме з цієї причини ми вирішили дотримуватися стандартних компонентів – щоб гарантувати, що ми можемо продовжувати поставляти нашу продукцію клієнтам.

Так якою ж є частка ринку, до якої ви прагнете?
Ми бажаємо стати одним із постачальників верхнього рівня. У довгостроковій перспективі ми бажаємо бути у першій трійці. Ще належить з’ясувати, скільки часу нам знадобиться для досягнення цієї мети, і чи зможемо ми зробити це швидко з нашими продуктами першого покоління.

Чи ставите ви конкретні цілі за обсягами продажу в цьому або наступному році?
Так, але ми не можемо тут цього обговорювати.

Так які ж тоді ваші виробничі потужності по інверторах?
Ми бажаємо розширюватися в діапазоні декількох сотень мегават. Виробництво буде здійснюватися на об’єктах у технопарку Song Shan Lake Science та техно- і промисловому парку в місті Дунгуань (Dongguan), приблизно в 30 км на північ від Шеньчжень (Shenzhen).

Якими ж є тоді ваші очікування стосовно того, як будуть змінюватися ціни на інвертор?
Деякі виробники вже сьогодні відчувають деякий ціновий тиск, що означає, що розміри їх прибутку будуть піддаватися трохи більшому тиску. В секторі фотовольтаїки існує достатній рівень конкуренції, і це також призведе до гонки технологій. В кінцевому рахунку, ми можемо просто констатувати, що витрати на виробництво інвертора дуже тісно пов’язані з вагою та ємністю. При більш високій щільності потужності у майбутньому ціни можуть піти вниз більше.

Як ви зробите ваші інвертори привабливішими для монтажників, особливо коли мова йде про такі речі, як обслуговування та підтримка?
В нас буде стандартна стратегія та політика, які затребувані ринком та будуть виконуватися монтажником, дистриб’ютором та виробником, які працюють у тісній взаємодії один з одним. Huawei має всесвітню сервісну мережу. В нас, наприклад, дуже добре покриття в Німеччині. Окрім цього, ми докладаємо зусиль, щоб зменшити знання, які необхідні користувачу, таким чином, щоб вони могли бути дуже швидко передані. І коли з’явиться проблема, ми без жодних перешкод забезпечимо заміну пристрою. Ми не зможемо досягти успіху, якщо ми не прагнемо зробити речі якомога простішими для кінцевого користувача і монтажника. Ми усвідомлюємо це.

Чи використовуєте ви власний обслуговуючий персонал?
Обслуговування здійснюється частково за рахунок наших власних співробітників і частково за зовнішнім підрядом. У Німеччині, наприклад, Huawei має свою власну сервісну компанію. В неї дуже велика інфраструктура та відносно короткий час реагування, тому вона може надавати допомогу на місцях дуже швидко, насправді швидше, ніж це характерно сьогодні для геліотехнології. В області телекомунікацій, ви повинні бути в змозі надати допомогу протягом декількох годин. Тому у вас є приблизно від 2 до 4 годин, щоб отримати результат від вашого центрального офісу, де б це не було.

Виробники інверторів все частіше пропонують пристрої, які включають в себе вбудовану батарею або які можуть бути модернізовані з батареєю.
Це цікава ідея. Мені це дуже подобається. В нас є великий досвід роботи з нашими системами батарей при встановленні веж стільникового зв’язку в районах, без або з поганим доступом до енергосистеми. Ми встановили близько 180000 систем електропостачання на основі батарей, деякі з них вже оснащені сонячними генераторами. Ці системи є надзвичайно доступними, і в майбутньому ми також будемо пропонувати їх за межами галузі телекомунікацій.

Давайте поговоримо про стабільність електромережі: наскільки важлива ця тема для Huawei, і як ваші інвертори зможуть зробити позитивний внесок у цю сферу?
Huawei в числі прихильників ідеї інтелектуальної енергосистеми. Ми розглядаємо питання про додаткове застосування інверторів. Інвертори без особливих додаткових інвестицій здатні підтримувати стабільність енергосистеми. В цій сфері є досить багато можливостей. Наприклад, ви, за певних обставин, можете обмежити пік виходу. Якщо ви утримуєте певний запас потужності – наприклад, не подаєте всю доступну енергію в мережу, а, скажімо, на 10 відсотків менше за максимум, то, насправді, ви створюєте віртуальний 10-відсотковий резерв. Це може бути використано для стабілізації енергосистеми і бути дуже вигідним.

Скажімо, я монтажник у Німеччині, який використовував інвертори SMA протягом 20 років. Як ви переконаєте мене спробувати інвертор Huawei?
Ми говорили з декількома монтажниками. Вони є дуже відкритими стосовно проби чогось новенького. Багато з них дуже полюбляють експериментувати. І з іменем Huawei ми відчуваємо себе загальновизнаними. Коли ми говоримо: «Ми з Huawei», люди бажають з нами розмовляти. Вони говорять: «Так, все гаразд. Звучить добре». Існує також загальна атмосфера, в якій на даний час багато, багато монтажників розглядають китайських виробників. З іншої сторони, люди очікують, що Huawei буде поставляти продукти світового класу з передовими технологіями за китайськими цінами. Я переконаний, що ми зможемо виправдати ці очікування.

Дякую за інтерв’ю.

Роланд Хюмпфнер є головою компанії Європейський Центр енергетичних досліджень Huawei у Нюрнберзі, Німеччина. Він також є віце-президентом відділу ДБЖ та товарної лінії інвертора.

Як провідний світовий постачальник рішень у сфері ІКТ Huawei постійно працює у напрямку реалізації свого бачення: збагачення життя та підвищення ефективності за рахунок кращої комунікації у світі.

І для цього бачення було подане живлення від Huawei Energy. 1,2 мільйона одиниць устаткування розгорнуті у 150+ країнах, що обслуговують 1/3 населення земної кулі.

У тому числі сонячні інвертори для електроживлення майбутнього.


Вища продуктивність, без зупинки. З 20-річним накопиченням технологій в галузі енергоживлення телекомунікацій на тій самій платформі будується інвертор з концепцією «найбільш висока продуктивність, висока надійність, інтелект, дружелюбність»

З HUAWEI глобальна висока якість обслуговування

140 галузевих філіалів обслуговування по всьому світу.